(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面が平坦に形成され、該上面に開口して圧縮気体を外部に吹き出す複数の吹出孔及び外部から気体を吸引する複数の吸引孔を設けて基板を非接触で支持する基板支持体と、
前記基板支持体の複数の吹出孔に圧縮気体を供給する供給管と、
前記基板支持体の複数の吸引孔を通して吸引された気体を排気する排気管と、
を備え、前記基板支持体上の基板に対して気体を吹き出すと共にその気体を吸引して前記基板支持体の上面と基板との間に所定の厚みの気体層を生成して基板を浮上させるワークステージであって、
前記排気管の途中に設けられ、排気流量を調整すると共に外気を導入可能とするバルブと、
前記バルブの開閉を制御して外気の導入量を調整し、前記吸引孔の内部の圧力と外気圧との差圧を一定の圧力に維持する圧力調整ユニットと、
を備えたことを特徴とするワークステージ。
【請求項２】
前記基板支持体は、上部を開放した箱体の内部に、上下方向に連続した複数の微細な空孔を有する焼結体を前記箱体の上部を塞いで設け、該焼結体の空孔を前記吹出孔とし、前記焼結体に上下方向に貫通する孔を穿設して前記吸引孔としたことを特徴とする請求項１記載のワークステージ。
【請求項３】
前記供給管は前記箱体に接続され、前記排気管は前記焼結体に穿設された吸引孔に接続されたことを特徴とする請求項２記載のワークステージ。
【請求項４】
前記圧力調整ユニットは、前記吸引孔内部の圧力を検出する圧力センサーと、予め測定して定められた圧力の目標値を記憶する記憶手段と、前記圧力センサーの出力と外気圧を検出する別の圧力センサーの出力とを比較して差圧を求め、前記記憶手段の目標値とのずれ量を演算する演算部と、該ずれ量が所定の範囲内となるように前記バルブを開閉駆動する駆動部とからなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のワークステージ。
【請求項５】
感光性物質を塗布した基板の両端部を保持して所定方向に一定の速度で搬送する搬送手段と、
前記搬送手段の基板の搬送経路上に配設され、平坦に形成された上面に開口して圧縮気体を外部に吹き出す複数の吹出孔及び外部から気体を吸引する複数の吸引孔を設け、前記吸引孔内部の圧力と外気圧との差圧を一定の圧力に維持して前記上面と前記搬送手段によって搬送される基板との間に所定の厚みの気体層を生成して基板を浮上させるワークステージと、
前記ワークステージの上方に配設され、該ワークステージ上を非接触で搬送される前記基板に対してフォトマスクを介して露光光を照射して所定の露光パターンを形成する露光光学系と、
を備えたことを特徴とする露光装置。
【請求項６】
前記ワークステージは、前記露光光学系による露光光の照射領域に対応した部分に上下方向に貫通する貫通孔を設け、前記基板を透過した露光光が前記貫通孔を介して下方に抜けるようにしたことを特徴とする請求項５記載の露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上方に支持された基板に対して上面から気体を吹出させると同時に気体を吸引して気体の吹出と吸引とをバランスさせて上面と基板間に所定の気体層を生成して基板を浮上させるワークステージに関し、詳しくは、基板面の歪みの発生を抑制して均一な露光を可能にしようとするワークステージ及び露光装置に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のワークステージは、図４に示すように、箱状のチャンバ１を備え、該チャンバ１内部には、気体の吹出孔２及び吸引孔３が形成されていた。そして、上記吹出孔２には、図示省略の管路を介して送気ブロワが接続されて、図示省略の制御装置からの指令に基づき送気ブロワが駆動すると、管路を経て圧送された気体が上記吹出孔２から基板４の下面４ａに向かって吹き出されて基板４を浮上させ、上記吸引孔３には、図示省略の管路を介して吸気ブロワが接続されて、上記制御装置からの指令に基づき吸気ブロワが駆動すると、吸引力が基板４に作用して基板４が下方に引き付けられるようになっていた（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−１５４０４０号公報（第４図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、このような従来のワークステージにおいては、吸引孔３内部の圧力を一定に保つことができるようになっていなかったので、例えば、図５に示すようにワークステージ上を基板４が矢印Ａ方向に搬送されて吸引孔３の縁から徐々に覆って行くと、吸引孔３に吸引される矢印Ｂで示す外気の流量が減り、吸引孔３内部の圧力が低下していた。そのため、吸引孔３内部と外気との差圧が大きくなり、吸引孔３上を通過する基板４の縁部４ｂが吸引孔３内側に引っ張られて歪むことがあった。したがって、このような従来のワークステージを感光性物質が塗布された基板４を支持するステージとして露光装置に使用した場合には、基板４に歪みが発生して表面がうねり、均一な露光を行なうことができないおそれがあった。
【０００４】
そこで、本発明は、このような問題点に対処し、基板面の歪みの発生を抑制して均一な露光を可能にしようとするワークステージ及び露光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、第１の本発明によるワークステージは、上面が平坦に形成され、該上面に開口して圧縮気体を外部に吹き出す複数の吹出孔及び外部から気体を吸引する複数の吸引孔を設けて基板を非接触で支持する基板支持体と、前記基板支持体の複数の吹出孔に圧縮気体を供給する供給管と、前記基板支持体の複数の吸引孔を通して吸引された気体を排気する排気管と、を備え、前記基板支持体上の基板に対して気体を吹き出すと共にその気体を吸引して前記基板支持体の上面と基板との間に所定の厚みの気体層を生成して基板を浮上させるワークステージであって、前記排気管の途中に設けられ、排気流量を調整すると共に外気を導入可能とするバルブと、前記バルブの開閉を制御して外気の導入量を調整し、前記吸引孔の内部の圧力と外気圧との差圧を一定の圧力に維持する圧力調整ユニットと、を備えたものである。
【０００６】
このような構成により、平坦に形成された基板の上面に開口して複数の吹出孔及び複数の吸引孔を設けた基板支持体の上記吹出孔に供給管で圧縮気体を供給して基板支持体上の基板に対して気体を吹き出し、その気体を上記吸引孔から吸引して排気管で排気し、圧力調整ユニットで排気管の途中に設けたバルブの開閉を制御して外気の導入量を調整し、排気管の排気流量を調整して上記吸引孔の内部の圧力と外気圧との差圧を一定の圧力に維持し、これにより上記基板支持体の上面と基板との間に所定の厚みの気体層を生成して基板を浮上させる。
【０００７】
また、前記基板支持体は、上部を開放した箱体の内部に、上下方向に連続した複数の微細な空孔を有する焼結体を前記箱体の上部を塞いで設け、該焼結体の空孔を前記吹出孔とし、前記焼結体に上下方向に貫通する孔を穿設して前記吸引孔としたものである。これにより、上部を開放した箱体の内部に、箱体の上部を塞いで設けた焼結体の上下方向に連続した複数の微細な空孔を吹出孔として圧縮気体を吹き出させ、焼結体に上下方向に貫通する孔を穿設して吸引孔として外部の気体を吸引する。
【０００８】
さらに、前記供給管は前記箱体に接続され、前記排気管は前記焼結体に穿設された吸引孔に接続されたものである。箱体に接続された供給管で圧縮気体を吹出孔に供給し、焼結体に穿設された吸引孔に接続された排気管で吸引孔から吸引した外部の気体を排気する。
【０００９】
そして、前記圧力調整ユニットは、前記吸引孔内部の圧力を検出する圧力センサーと、予め測定して定められた圧力の目標値を記憶する記憶手段と、前記圧力センサーの出力と外気圧を検出する別の圧力センサーの出力とを比較して差圧を求め、前記記憶手段の目標値とのずれ量を演算する演算部と、該ずれ量が所定の範囲内となるように前記バルブを開閉駆動する駆動部とからなるものである。これにより、記憶手段で予め測定して定められた圧力の目標値を記憶し、圧力センサーで吸引孔内部の圧力を検出し、演算部で上記圧力センサーの出力と外気圧を検出する別の圧力センサーの出力とを比較して差圧を求めた後、記憶手段から読み出した目標値とのずれ量を演算し、駆動部で該ずれ量が所定の範囲内となるようにバルブを開閉駆動して吸引孔内部の圧力と外気圧との差圧を一定の圧力とする。
【００１０】
また、第２の発明による露光装置は、感光性物質を塗布した基板の両端部を保持して所定方向に一定の速度で搬送する搬送手段と、前記搬送手段の基板の搬送経路上に配設され、平坦に形成された上面に開口して圧縮気体を外部に吹き出す複数の吹出孔及び外部から気体を吸引する複数の吸引孔を設け、前記吸引孔内部の圧力と外気圧との差圧を一定の圧力に維持して前記上面と前記搬送手段によって搬送される基板との間に所定の厚みの気体層を生成して基板を浮上させるワークステージと、前記ワークステージの上方に配設され、該ワークステージ上を非接触で搬送される前記基板に対してフォトマスクを介して露光光を照射して所定の露光パターンを形成する露光光学系と、を備えたものである。
【００１１】
このような構成により、搬送手段で感光性物質を塗布した基板の両端部を保持して所定方向に一定の速度で搬送し、搬送手段の基板の搬送経路上に配設され、平坦に形成された上面に開口して圧縮気体を外部に吹き出す複数の吹出孔及び外部から気体を吸引する複数の吸引孔を設けたワークステージで吸引孔内部の圧力と外気圧との差圧を一定の圧力に維持して上記上面と上記搬送手段によって搬送される基板との間に所定の厚みの気体層を生成して基板を浮上させ、露光光学系でワークステージ上を搬送される感光性物質を塗布した基板に対してフォトマスクを介して露光光を照射して所定の露光パターンを形成する。
【００１２】
さらに、前記ワークステージは、前記露光光学系による露光光の照射領域に対応した部分に上下方向に貫通する貫通孔を設けて、前記基板を透過した露光光が下方に抜けるようにしたものである。露光光学系による露光光の照射領域に対応した部分に上下方向に貫通して設けた貫通孔で基板を透過した露光光を下方に抜けさせる。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に係るワークステージによれば、基板支持体の上面に開口する吸引孔上を基板が通過しても吸引孔内部の圧力と外気圧との差圧を一定に維持することができるので、基板の縁部が吸引孔内側に引っ張られることがなく、基板面の歪みの発生を抑制することができる。
【００１４】
また、請求項２に係る発明によれば、焼結体が内部に元々有する上下方向に連続した複数の微細な空孔を吹出孔として利用することができる。したがって、基板支持体の上面の全面に亘って均一に気体を吹き出させることができる。この場合、吹出孔が微細であるため気体の吹出力を小さくすることができる。したがって、基板支持体の上面と基板との間の気体層の厚みを容易に薄くすることができる。
【００１５】
さらに、請求項３に係る発明によれば、圧縮気体を焼結体の複数の空孔に満遍なく供給することができる。したがって、基板支持体の上面の全面に亘って均一に気体を吹き出させることができる。
【００１６】
そして、請求項４に係る発明によれば、吸引孔内部の圧力と外気圧との差圧が一定の圧力に維持されるように自動調整することができる。したがって、基板面の歪みの発生を抑制するために吸引孔内部の圧力と外気圧との差圧を調整する作業が容易になる。
【００１７】
また、請求項５に係る露光装置によれば、基板支持体の上面に開口する吸引孔上を基板が通過しても吸引孔内部の圧力と外気圧との差圧を一定に維持することができるので、基板の縁部が吸引孔内側に引っ張られることがなく、基板面の歪みの発生を抑制することができる。したがって、基板表面に塗布された感光性物質を均一に露光することができる。これにより、露光パターンを高精度に形成することができる。
【００１８】
さらに、請求項６に係る発明によれば、基板が透明である場合に、該基板を透過した露光光がワークステージの上面で乱反射されて基板側に戻り、所定の領域以外の部分を露光してしまうおそれがない。したがって、露光パターンをより高精度に形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明による露光装置の実施形態を示す正面図である。この露光装置は、感光性物質を塗布した基板に対してフォトマスクを介して露光光を照射して所定の露光パターンを形成するもので、搬送手段５と、ワークステージ６と、露光光学系７とからなる。
【００２０】
上記搬送手段５は、感光性物質を塗布した基板４の両端部を保持して図１に矢印Ａで示す方向に一定の速度で搬送するものであり、後述するワークステージ６の搬送方向（矢印Ａ方向）と直交する方向の両側方に設けられている。その具体例は、例えば、図２に示すように搬送方向に沿って複数並べられた搬送ローラである。この場合、上記搬送手段５は、基板４の自重及び吸引孔３による吸引力によって所定量だけ下方に沈むようになっている。
【００２１】
上記搬送手段５の搬送経路上には、ワークステージ６が設けられている。このワークステージ６は、平坦に形成された上面８に開口して圧縮気体を外部に吹き出す複数の吹出孔及び外部から気体を吸引する複数の吸引孔を設け、吸引孔内部の圧力と外気圧との差圧を一定の圧力に維持して上記上面８と上記搬送手段５によって搬送される基板４との間に所定の厚みの気体層９を生成して基板４を浮上させるもので、図１に示す矢印Ａ方向に非接触で基板４を搬送できるようになっている。さらに、後述する露光光学系７による露光光の照射領域に対応した部分には、上下方向に貫通する貫通孔１０を設け、基板４を透過した露光光が貫通孔１０を介して下方に抜けるようにしている。具体的には、図２に示すように、上面が長方形状の単位ワークステージ１１を四角形状に並べたものであり、一対の単位ワークステージ１１をその長手方向が同図に矢印Ａで示す搬送方向に直交するようにして所定の距離だけ離して平行に配設し、上記一対の単位ワークステージ１１の両端部外側に搬送方向と平行に別の一対の単位ワークステージ１１を配設している。そして、各単位ワークステージ１１は、図３に示すように、基板支持体１２と、供給管１３と、排気管１４と、バルブ１５と、圧力調整ユニット１６とからなる。
【００２２】
上記基板支持体１２は、上部を開放した直方体状の箱体１７の内部に、上下方向に連続した複数の微細な空孔を有する直方体状の焼結体１８を上記箱体１７の内部に中空部１７ａが形成されるように該箱体１７の上部を塞いで設けたものであり、該焼結体１８の複数の空孔を上記吹出孔２とし、上記焼結体１８に上下方向に貫通する孔を穿設して上記吸引孔３としている。この場合、図２に示すように、焼結体１８の長手方向に沿って複数の吸引孔３が例えば三列に形成されている。
【００２３】
上記基板支持体１２の箱体１７の底部１７ｂには、少なくとも一本の供給管１３が設けられている。この供給管１３は、複数の吹出孔２に圧縮気体、例えばクリーンエアを供給するものであり、一端部が上記箱体１７の中空部１７ａに接続され、他端部が図示省略の送気ブロワに接続されている。
【００２４】
上記基板支持体１２の焼結体１８に穿設した吸引孔３には、一本の排気管１４が接続されている。この排気管１４は、多数の吸引孔３を通して吸引された気体を排気するものであり、一端部側が上記吸引孔３の数に合わせて枝管１４ａとして枝分かれし、それぞれその末端部が吸引孔３内側に嵌着されており、他端部が図示省略の吸気ブロワに接続されている。
【００２５】
上記排気管１４の途中には、バルブ１５が設けられている。このバルブ１５は、排気流量を調整すると共に外気を導入可能とするものであり、例えば電気信号に応じて開閉する電磁バルブである。
【００２６】
上記バルブ１５には、圧力調整ユニット１６が信号線Ｌで接続されている。この圧力調整ユニット１６は、バルブ１５を制御して外気の導入量を調整し、上記吸引孔３の内部の圧力と外気圧との差圧を一定の圧力に維持するものであり、圧力センサー１９と、メモリ２０と、演算部２１と、駆動部２２とからなる。
【００２７】
上記圧力センサー１９は、上記排気管１４の枝管１４ａが合流した部分の内部に設けられており、その内部の圧力を検出するものである。また、上記メモリ２０は、事前に測定して見つけられた最良の圧力（目標値）を記憶しておくものであり、記憶手段となるものである。さらに、上記演算部２１は、上記圧力センサー１９の出力値と別に備えた外気の圧力を検出する圧力センサーの出力値とを比較してその差圧を求め、該差圧と上記メモリ２０から読み出した目標値とのずれ量を演算するものである。そして、駆動部２２は、上記演算部２１の演算結果に基づいて目標値からのずれ量が所定の範囲内（望ましくは、略ゼロ）となるように上記バルブ１５を開閉駆動するものである。なお、上記所定の範囲内とは、図５に示す基板４の縁部４ｂのたわみ量が許容値内に納まるような目標値からのずれの許容範囲のことであり、これは、基板４の大きさや剛性によって決められるものである。
【００２８】
上記ワークステージ６の上方には、図１に示すように、露光光学系７が配設されている。この露光光学系７は、ワークステージ６の上面８上を搬送される感光性物質を塗布した基板４に対してフォトマスク２３を介して露光光を照射して所定の露光パターンを形成するものであり、光源２４と、マスクステージ２５と、コンデンサーレンズ２６とを有してなる。
【００２９】
上記光源２４は、紫外線を含む露光光を放射するものであり、例えば超高圧水銀ランプ、キセノンランプ又は紫外線レーザ発振器等である。また、上記ワークステージ６の上面８に対して近接して、上記マスクステージ２５が配設されている。このマスクステージ２５は、短冊状のフォトマスク２３を上記上面８に平行な面内にてその長手方向が搬送方向（矢印Ａ方向）と直交するように保持するものである。なお、上記フォトマスク２３には、その長手方向に沿って複数のマスクパターン２７が並べて形成されている。さらに、上記光源２４とマスクステージ２５との間には、コンデンサーレンズ２６が配設されている。このコンデンサーレンズ２６は、上記マスクステージ２５に保持されたフォトマスク２３に対して光源２４から放射された露光光を垂直に照射させるためのものであり、その焦点位置を上記光源２４の集光点近傍に位置させている。
【００３０】
次に、このように構成された露光装置の動作について説明する。
先ず、搬送手段５が起動され、表面に感光性物質を塗布した基板４が搬送手段５によって両端部を保持されて図１に示す矢印Ａ方向に搬送される。このとき、図３に示すワークステージ６の吹出孔２からは供給管１３を介して供給される圧縮気体の例えばクリーンエアが上面８上に吹き出しており、吸引孔３からは気体が吸引されている。
【００３１】
搬送手段５によって搬送された基板４が上記ワークステージ６の上面８上に達すると、吹出孔２から吹き出す圧縮気体が基板４の下面４ａに吹き付けられて基板４はワークステージ６の上面８上に浮上する。一方、吸引孔３からは、上記吹き出された気体が吸引されているので浮上した基板４はワークステージ６の上面８側に引き付けられる。このとき、吹出孔２からの気体の吹出に比べ吸引孔３による気体の吸引が強くなるように調整すれば、基板４の下面４ａとワークステージ６の上面８との間に薄い気体層９が生成されて基板４は浮上し、非接触でワークステージ６上を搬送されることになる。
【００３２】
この場合、基板４の移動に伴って基板４の縁部４ｂがワークステージ６の上面８上の吸引孔３を次第に覆っていく。それと共に、図３に矢印Ｂで示す吸引孔３内に吸引される外気が減り、吸引孔３内部の圧力が低下する。
【００３３】
このとき、図３に示すように、上記吸引孔３内部の圧力の低下を圧力調整ユニット１６の圧力センサー１９で検知し、その出力が演算部２１に送られる。演算部２１では、入力した圧力の信号と別に設けられた外気圧を検知する圧力センサーの値とを比較して、吸引孔３内部の圧力と外気圧との差圧を求め、予め測定されメモリ２０に保存された圧力の目標値を読み出して両者を比較する。そして、目標値からのずれ量が所定の範囲内（望ましくは、略ゼロ）となるように駆動部２２を駆動してバルブ１５を開いて、同図に矢印Ｃで示すように外気を排気管１４内に導入して排気流量が一定にされる。これにより、排気管１４の枝管１４ａの合流部内部、即ち吸引孔３内部の圧力が一定となり、吸引孔３内部と外気との差圧が一定に保たれ、基板４の縁部４ｂが吸引孔３内側に引っ張られて歪む量が許容される範囲になる。したがって、基板４表面は均一又は略均一に保たれることになる。
【００３４】
次に、図１に示す光源２４から露光光が放射され、この露光光はコンデンサーレンズ２６で平行光とされてマスクステージ２５に保持されたフォトマスク２３に垂直に照射する。さらに、フォトマスク２３を通り抜けた露光光は、ワークステージ６の上面８上を図１に示す矢印Ａ方向に搬送される基板４上に垂直に照射する。これにより、フォトマスク２３に形成されたマスクパターン２７が基板４表面に塗布された感光性物質に転写されることになる。この場合、基板４を透過した露光光は、ワークステージ６に上下方向に設けられた貫通孔１０を下方に向けて抜けて行く。したがって、基板４を透過した露光光が例えば上面８に有する吸引孔３の縁部等で乱反射されて基板４側に戻り、所定の領域と異なる部分を露光するということがない。なお、上記貫通孔１０の下部に光吸収器を設ければ、基板４を透過した露光光を吸収して除去することができる。
【００３５】
以上の説明においては、ワークステージ６に貫通孔１０を設けた場合について説明したが、これに限られず、貫通孔１０はなくてもよい。また、搬送手段５は、搬送ローラを並べたものに限られず、基板の両端部を保持して搬送できるようにしたものであるならば如何なるものであってもよい。さらに、上記ワークステージ６は、露光装置に使用されるものに限られない。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明による露光装置の実施形態を示す正面図である。
【図２】上記露光装置の要部を示す平面図である。
【図３】図２においてＸ−Ｘ線の断面で示すワークステージの説明図である。
【図４】従来のワークステージの要部を示す断面図である。
【図５】従来のワークステージにおいて、基板の縁部が歪んだ状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３７】
２…吹出孔
３…吸引孔
４…基板
５…搬送手段
６…ワークステージ
７…露光光学系
８…上面
９…気体層
１０…貫通孔
１１…単位ワークステージ
１２…基板支持体
１３…供給管
１４…排気管
１５…バルブ
１６…圧力調整ユニット
１７…箱体
１７ａ…中空部
１８…焼結体
１９…圧力センサー
２０…メモリ（記憶手段）
２１…演算部
２２…駆動部
２３…フォトマスク
【図１】
0004535972.tif 000002
【図２】
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【図３】
0004535972.tif 000004
【図４】
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【図５】
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